(57)【要約】【課題】道路形状を十分な精度で推定するための基礎となり得る車両用道路標示の認識データを取得可能な車両用道路標示認識装置および車両用道路標示認識方法を提供する。【解決手段】望遠カメラ２０１で取得した画像信号に基づいて、第一変数群算出部１０５において、該当する走行路におけるカーブの曲率を算出し、広角カメラ２０２で取得した画像信号に基づいて、第二変数群算出部１０６において、車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量等を算出し、更に、第一変数群算出部１０５および第二変数群算出部１０６において各取得した変数群のデータに基づいて、車両用道路標示認識処理部１０７において、自車に対する当該車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る。【選択図】        図１
2010165142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第一の撮像画角と所定の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける第一画像信号入力部と、
前記第一の撮像画角よりも広い第二の撮像画角と第一の撮像距離よりも短い第二の撮像距離とで規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号を受ける第二画像信号入力部と、
前記第一画像信号入力部で受けた画像信号に含まれる情報を利用して、走行路におけるカーブの曲率を算出する第一変数群算出部と、
前記第二画像信号入力部で受けた画像信号に含まれる情報を利用して、複数の車両用道路標示間の間隔および該複数の車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を算出する第二変数群算出部と、
前記第一変数群算出部の算出結果と前記第二変数群算出部の算出結果とに含まれる情報を利用して、自車に対する車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る車両用道路標示認識処理部と、
を備えていることを特徴とする車両用道路標示認識装置。
【請求項２】
前記第一撮像対象領域に対応する画像信号を取得して前記第一画像信号入力部に供給する第一撮像手段と、前記第二撮像対象領域に対応する画像信号を取得して前記第二画像信号入力部に供給する第二撮像手段と、を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項３】
前記第一撮像手段および前記第二撮像手段は相互に同期した撮像動作を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項４】
前記第一撮像手段を、その取り付け水準位置が前記第二撮像手段の取り付け水準位置よりも高所となるように、且つ、その撮像光軸の俯角が前記第二撮像手段の撮像光軸の俯角よりも浅い角度をなすように設置することを特徴とする請求項２に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項５】
前記第二撮像手段を、その取り付け水準位置が前記第一撮像手段の取り付け水準位置よりも低所となるように、且つ、その撮像光軸の俯角が前記第一撮像手段の撮像光軸の俯角よりも深い角度をなすように設置することを特徴とする請求項２に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項６】
前記第二撮像手段を、自車の後部に設けることを特徴とする請求項２、３、４、および、５の何れか一項に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項７】
前記第一画像信号入力部で受けた画像信号を前記第一変数群算出部からアクセス可能に保持する第一画像メモリと、前記第二画像信号入力部で受けた画像信号を前記第二変数群算出部からアクセス可能に保持する第二画像メモリと、を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用道路標示認識装置。
【請求項８】
所定の第一の撮像画角と所定の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける第一画像信号受信ステップと、
前記第一の撮像画角よりも広い第二の撮像画角と第一の撮像距離よりも短い第二の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける第二画像信号受信ステップと、
前記第一画像信号受信ステップで受けた画像信号に含まれる情報を利用して、該当する走行路におけるカーブの曲率を算出する第一変数群算出ステップと、
前記第二画像信号受信ステップで受けた画像信号に含まれる情報を利用して、自車の走行状態を認識するために利用する複数の車両用道路標示間の該当する間隔、該複数の車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を算出する第二変数群算出ステップと、
前記第一変数群算出ステップでの算出結果と前記第二変数群算出ステップでの算出結果とに含まれる情報を利用して、自車に対する当該車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る車両用道路標示認識ステップと、
を備えていることを特徴とする車両用道路標示認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線区分線等の車両用道路標示を認識する車両用道路標示認識装置および車両用道路標示認識方法に関する。該認識による情報は、例えば、車線逸脱警報装置や車線維持支援装置等に提供してこれらの装置での利用に供し得る。
【背景技術】
【０００２】
水平方向に動くことができる広角カメラと望遠カメラとを備え、それらのカメラによって取得した車両前方の撮像視野に係る画像データに基づくエッジ点座標を同一の道路系座標上の座標に変換し、車線を認識する技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８８７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１所載の技術では、車両のピッチ角、走行路面からの自車の上下方向の距離に依存する広角カメラおよび望遠カメラの取り付け高さを考慮していない。このため、画像中のエッジ点を表すデータを道路系座標へ変換する時に誤差が発生し、道路形状の推定精度を確保し難いといった課題を残している。
本発明は上述のような状況に対応するべくなされたものであり、道路形状を十分な精度で推定するための基礎となり得る車両用道路標示の認識データを取得可能な車両用道路標示認識装置および車両用道路標示認識方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、相対的に狭画角且つ長撮像距離で規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号に基づいて、第一変数群算出部において、走行路におけるカーブの曲率を算出する。
また、相対的に広画角且つ短撮像距離で規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号に基づいて、第二変数群算出部において、車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量等を算出する。
更に、第一変数群算出部および第二変数群算出部において各取得した変数群のデータに基づいて、車両用道路標示認識処理部において、自車に対する車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を勘案する。このため、当該車両用道路標示の位置に関する認識データを得るに際し、データの精度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態のとしての車両用道路標示認識装置を表す機能ブロック図である。
【図２】図１の車両用道路標示認識装置を車両（自車）に装備した状態を表す概念図である。
【図３】第一撮像手段（望遠カメラ）の撮像視野を表す概念図である。
【図４】第二撮像手段（広角カメラ）の撮像視野を表す概念図である。
【図５】図１の車両用道路標示認識装置の動作の概要を表すフローチャートである。
【図６】図２の車両用道路標示認識装置における自車両の移動ベクトルの算定処理について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態で適用する道路モデルを表す図である。
【図８】車両側面視での自車と自車に取り付けられた広角カメラと路面との位置関係を表す図である。
【図９】車両上面視における車線形状を表す図である。
【図１０】車両側面視での自車と、自車に取り付けられた望遠カメラと路面との位置関係を表す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のとしての車両用道路標示認識装置を表す機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態のとしての車両用道路標示認識方法を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述することにより本発明を明らかにする。
尚、以下に参照する各図において、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略している。
（本発明の第１の実施の形態としての車両用道路標示認識装置）
図１は、本発明の一つの実施の形態のとしての車両用道路標示認識装置を表す機能ブロック図である。この車両用道路標示認識装置１００は、次の各部を備えている。
【０００９】
即ち、画像信号を各受ける第一画像信号入力部１０１および第二画像信号入力部１０２、受けた画像信号を各保持する第一画像メモリ１０３および第二画像メモリ１０４、第一変数群算出部１０５および第二変数群算出部１０６、車両用道路標示認識処理部１０７を備える。
第一画像信号入力部１０１は、所定の第一の撮像画角と所定の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける。
【００１０】
本実施の形態において、第一画像信号入力部１０１で受ける画像信号は、上述の第一撮像対象領域たる、相対的に狭い所謂狭画角である第一の撮像画角と相対的に遠方の所謂長撮像距離である第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号である。
このような第一撮像対象領域に対応する画像信号は、光学系を望遠側（長焦点距離）に調整し或いは望遠仕様の光学系を備えた第一撮像手段２０１としての望遠カメラによって取得し、上述の第一画像信号入力部１０１に供給する。
【００１１】
一方、第二画像信号入力部１０２は、所定の第二の撮像画角と所定の第二の撮像距離とで規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号を受ける。
上述の第二画像信号入力部１０２で受ける画像信号は、上述の第二撮像対象領域たる、相対的に広い所謂広角である第二の撮像画角と相対的に近傍の所謂短撮像距離である第二の撮像距離とで規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号である。
【００１２】
このような第二撮像対象領域に対応する画像信号は、光学系を広角側（短焦点距離）に調整し或いは広角仕様の光学系を備えた第二撮像手段２０２としての広角カメラ２０２によって取得し、上述の第二画像信号入力部１０２に供給する。
尚、第一画像信号入力部１０１および第二画像信号入力部１０２は、該当する画像信号を受けるインターフェース部として機能する部分である。これらは、導体の接触子を備えたコネクタとして構成され得るが、光信号や近距離無線信号による非接触のインターフェースの形態を採り得る。
【００１３】
一方、第一変数群算出部１０５は、第一画像信号入力部１０１で受けた上述のような画像信号に含まれる情報を利用して、該当する走行路におけるカーブの曲率を算出する。この算出に関しては後に詳細する。
更に、第二変数群算出部１０６は、第二画像信号入力部１０２で受けた上述のような画像信号に含まれる情報を利用して、自車の走行状態を認識するために利用する複数の車両用道路標示間の該当する間隔および該複数の車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置を算出する。更にまた、第二変数群算出部１０６は、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を算出する。この算出に関しては後に詳細する。
【００１４】
車両用道路標示認識処理部１０７は、第一変数群算出部１０５における算出結果と第二変数群算出部１０６における算出結果とに含まれる情報を利用して、自車に対する当該車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る。
尚、既述の第一画像メモリ１０３は、第一画像信号入力部１０１で受けた画像信号を第一変数群算出部１０５から任意のタイミングでアクセス可能に保持する。
【００１５】
従って、第一変数群算出部１０５は、第一撮像手段２０１としての望遠カメラによって取得し第一画像メモリ１０３に保持した画像データを適宜のタイミングで利用し、該当する変数の値を算出する。
同様に、第二画像メモリ１０４は、第二画像信号入力部１０２で受けた画像信号を第二変数群算出部１０６から任意のタイミングでアクセス可能に保持する。
【００１６】
従って、第二変数群算出部１０６は、第二撮像手段２０２としての広角カメラによって取得し第二画像メモリ１０４に保持した画像データを適宜のタイミングで利用し、該当する変数の値を算出する。
一方、本実施の形態の車両用道路標示認識装置は、上述のような第一撮像手段２０１としての望遠カメラ、および、第二撮像手段２０２としての広角カメラ２０２をも備えた形態を採ることができる。
【００１７】
望遠カメラ２０１および広角カメラ２０２は、既述のような第一撮像対象領域に対応する画像信号および第二撮像対象領域に対応する画像信号をそれぞれ取得するために、図２に例示するように、各別の用途に合致した設置形態で該当する車両に取り付ける。
図２は、望遠カメラ２０１および広角カメラ２０２を持つ図１の車両用道路標示認識装置１００を自車２００（自車）に装備した状態を表す概念図である。
【００１８】
第一撮像手段２０１としての望遠カメラは、既述のような相対的に狭い第一の撮像画角と相対的に遠方の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を取得する用途に合致するように設置する。
即ち、望遠カメラ２０１は、取り付け水準位置が自車２００の中央の極力高所に、その撮像光軸が水平よりも若干下向きとなる程度の浅い俯角をなすように設置する。
【００１９】
一方、第二撮像手段２０２としての広角カメラは、既述のような相対的に広い第二の撮像画角と比較的近傍の第二の撮像距離とで規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号を取得する用途に合致するように設置する。
即ち、広角カメラ２０２は、例えば、自車２００前面の中央部位に、自車２００に極力近く且つ広い範囲の車線区分線をその撮像視野に収められるように、その撮像光軸が比較的深い俯角をなすように設置する。
【００２０】
上述のような第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２の設置形態は、結果的に、次のようなものとなる。
即ち、望遠カメラ２０１を、その取り付け水準位置が広角カメラ２０２の取り付け水準位置よりも高所となるように、且つ、その撮像光軸の俯角が広角カメラ２０２の撮像光軸の俯角よりも浅い角度をなすように設置する。
【００２１】
上記の相対的関係を広角カメラ２０２側を基準に見れば、広角カメラ２０２を、その取り付け水準位置が望遠カメラ２０１の取り付け水準位置よりも低所で、且つ、その撮像光軸の俯角が望遠カメラ２０１の撮像光軸の俯角よりも深い角度をなすように設置することになる。
他方、本発明の実施の形態では、第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２は、適宜の共通の同期信号（その供給系統は図示省略）を利用するなどして、撮像の時点および周期に関して相互に同期した撮像動作を行う。
【００２２】
従って、第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２については、それらによる画像取得の同時性が確保される。
このため、第一変数群算出部１０５による算出結果と第二変数群算出部１０６による算出結果とを利用して車両用道路標示認識処理部１０７で統合的な処理を実行する際の精度を高水準に維持することができる。
【００２３】
図３は、第一撮像手段（望遠カメラ）２０１の撮像視野を表す概念図であり、図４は第二撮像手段（広角カメラ）２０２の撮像視野を表す概念図である。
図３および図４を適宜対照して明らかなように、自車の先行車両３００が接近している場合には、望遠カメラ２０１ではその撮像視野が図３におけるように妨げられて車線区分線３０１、３０２の延長方向を見通すことがでず、その撮像信号を取得できない。
【００２４】
これに対し、広角カメラ２０２では、先行車両３００が図３の場合と同様に接近している場合においても、図４におけるように撮像視野の大部分は妨げられず、車線区分線３０１、３０２の延長方向を見通すことができ、その撮像信号を取得できる。
即ち、広角カメラ２０２によれば、先行車両３００が異常に接近しない限り、車線区分線３０１、３０２の延長方向に沿ってその撮像信号の取得を維持できる。
【００２５】
現実には、車両用道路標示認識装置１００の認識データを用いることを想定している車線逸脱警報装置（ＬＤＰ：Lane Departure Prevention）、或いは、車線維持支援装置（ＬＫＳ：  Lane Keeping Support）等では、車速は所定値以上であり、先行車両との車間距離は自ずから或る程度離隔する。
このため、広角カメラ２０２によっても車線区分線３０１、３０２の延長方向に沿ってその撮像信号を取得することが困難になるおそれは殆ど生じない。
【００２６】
図５は、図１の車両用道路標示認識装置１００の動作の概要を表すフローチャートである。
先ず、第一画像信号入力部１０１および第二画像信号入力部１０２から、望遠カメラ２０１および広角カメラ２０１による撮像出力である画像信号を取得して第一画像メモリ１０５および第二画像メモリ１０６に各別に保持する（Ｓ５０１）。
【００２７】
ステップＳ５０１で取得し保持する画像信号（画像データ）は、色信号成分を含まない輝度成分による輝度（モノクローム）画像の画像データでよい。
次いで、ステップＳ５０１で取得し第一画像メモリ１０５および第二画像メモリ１０６に各別に保持した画像信号による画像に対応する微分画像を生成する（Ｓ５０２）。
ステップＳ５０２における微分画像の生成処理では、図６に示すようなSobelオペレータのカーネルを適用して重み行列と輝度値の積和をとる。
【００２８】
即ち、図６（ａ）の水平微分用のカーネルを左から右へと主走査方向に沿って適用して水平方向での微分画像出力を取得し、また、図６（ｂ）の垂直微分用のカーネルを上から下へと副走査方向に沿って適用して、垂直方向での微分画像出力を取得する。
ここに、水平方向の微分画像では、画面内の主に垂直方向（上下方向）に延びたエッジが検出され、垂直方向の微分画像では、画面内の主に水平方向（左右方向）に延びたエッジが検出される。
【００２９】
上記の何れの場合も、低輝度から高輝度に変化するエッジ部の微分値が正に、高輝度から輝低度に変化するエッジ部の微分値が負になり、また、輝度変化が小さい部分の微分値は略ゼロになる。
本実施の形態では、上記のうち、水平方向の微分画像に関するデータを利用して二値画像を得る（Ｓ５０３）。
ステップＳ５０３における処理では、ステップＳ５０２で生成した微分画像に対して微分値が所定閾値TH_BIN_H以上の画素値を１、それ未満の画素値を０とした二値画像（以下、正エッジ画像という）を生成する。
また、微分値が所定閾値TH_BIN_L未満の画素値を１、それ以上の画素値を０とした二値画像（以下、負エッジ画像という）を生成する。
【００３０】
ここで、閾値TH_BIN_Hは正エッジ画像において車線区分線の左側のエッジ点が１、路面が０となるように実験を通して設定する。
同様に、閾値TH_BIN_Lは負エッジ画像において車線区分線の右側のエッジ点が１、路面が０となるように設定する。
次いで、広角カメラ２０２で取得した画像データに対し後述する道路モデル式で表される画像上の点列と、ステップＳ５０３で生成した正エッジ画像および負エッジ画像との適合度を計算し、その適合度を最大化する道路モデルパラメータを決定する（Ｓ５０４）。
【００３１】
以下、ステップＳ５０４における処理について図面を参照しつつ詳述する。
図７は、本実施の形態で適用する道路モデルを表す図である。
図７において、カメラを中心とした座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）を定義する。Ｚ軸は車両進行方向に定義し、これは水平面に投影したカメラの光軸方向とも一致するものとする。
Ｙ軸は鉛直上向きに、Ｘ軸は車両進行方向に対して左向きに定義する。図７では、車両上面視での自車７００と左右の車線区分線７０１、７０２を表している。
自車７００は車線に対して反時計回りにφ［ｒａｄ］の角度を持って位置し、広角カメラ２０２が撮影する自車近傍領域においては車線は直線で近似できるものとすると、左右の車線区分線７０１、７０２の方程式は次の式１で表すことができる。
【００３２】
【数１】
2010165142.tif 000003
【００３３】
ここで、ｙsは右側の車線区分線７０２からの自車の横変位量、Ｗは左右の車線区分線７０１、７０２の間隔、即ち、車線の幅であり、このＷは車線幅として平均的な定数に予め設定しておく。
一方、図８は、車両側面視での自車７００と自車に取り付けられた広角カメラ２０２と路面８００との位置関係を表す図である。カメラ２０２の光軸が路面８００に対してη２［ｒａｄ］の角度をもって取り付けられているとすると、路面の方程式は式２で表すことができる。
【００３４】
【数２】
2010165142.tif 000004
【００３５】
ここで、ｈ２は路面に対するカメラ２０２の高さ（第二画像信号の取得に関する撮像視点の走行路面からの高さ）を表す。
今、カメラ２０２で取得された画像上の２次元座標系ｘ−ｙを考える。３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚと２次元座標系ｘ−ｙの関係はカメラ２０２の光学系の特性に係る当該カメラの固有値に依存する。
ここでは、カメラ固有の関数をｆとすると、左右の車線区分線は画像上で式３のように表される。
【００３６】
【数３】
2010165142.tif 000005
【００３７】
以上、式１、式２、式３で定義される道路モデルを適用すると、この道路モデルのパラメータは、ヨー角φ、横変位量ｙｓ、ピッチ変位量η２、カメラ高さｈ２の４つとなる。
これは、本出願人の特許第３７３３８７５号に示されている道路モデルにおいて、道路曲率ρを０とした場合に相当する。
【００３８】
ステップＳ５０４における処理では、上述の道路モデル式のパラメータを最適化手法、例えばSimulated Annealing（ＳＡ）によって最適化する。
その際、画面上の所定領域での式３による自車左側の車線区分線の点列が負エッジ画像の画素値1の点と重なる点の数と、同じく式３による自車右側の車線区分線の点列が正エッジ画像の画素値1の点と重なる点の数とを合計した値を、パラメータの適合度合の評価値とする。
【００３９】
次いで、望遠カメラ２０１によって取得された画像に対し、既知の技術である先行車認識アルゴリズム、例えば、本出願人の保有する特許第３１４６８０９号の技術を適用して、先行車が存在するか否かを判定する（Ｓ５０５）。
先行車が存在する場合は（Ｓ５０５：Ｙｅｓ）、望遠カメラ２０１では、図３を参照して説明したように、先行車に撮像視野が妨げられて車線区分線が隠されてしまい正しい車線認識が期待できない。
【００４０】
従って、この場合は、ステップＳ５０４における処理で算出された４つの道路モデルパラメータを認識結果として出力して処理を終了する。
先行車が存しない場合は（Ｓ５０５：Ｎｏ）、ステップＳ５０４における処理で算出された４つの道路モデルパラメータをもとに、望遠カメラ２０１によって取得された画像から道路曲率ρを算出し（Ｓ５０６）、ρを含む５つのパラメータを認識結果として出力して終了する。
【００４１】
次に、図９および図１０を参照して、道路曲率ρの算出の方法を説明する。
図９は、車両上面視における車線形状を表す図である。
図１０は、車両側面視での自車７００と、自車７００に取り付けられた望遠カメラ２０１と路面８００との位置関係を表す図である。
カメラを中心とした座標系および車両のヨー角、ピッチ変位量、カメラ高さ、横変位量はステップＳ５０４における場合と同一の定義である。
但し、広角カメラ２０２と望遠カメラ２０１とでは、図２および図１０のとおり、取り付け位置および姿勢が異なる。
【００４２】
従って、望遠カメラ２０１のピッチ変位量η１とカメラ高さｈ１（第一画像信号の取得に関する撮像視点の走行路面からの高さ）は、広角カメラ２０２のピッチ変位量η２とカメラ高さｈ２とは異なる。
しかし、広角カメラ２０２と望遠カメラ２０１との位置関係は不変であるから、望遠カメラ２０１のピッチ変位量η１とカメラ高さｈ１は、それぞれ広角カメラ２０２のピッチ変位量η２とカメラ高さｈ２から相対的に算出される。
車線形状を図９に示すような円弧と仮定し、その曲率をρとすると、車両上面視における左右の車線区分線の方程式および車両側面視における路面の方程式は式４で表すことができる。
【００４３】
【数４】
2010165142.tif 000006
ここで、車線幅Ｗは既述の例と同様に定数とし、横変位量ｙs、ヨー角φ、ピッチ変位量ηはステップＳ５０４で算出された値を適用する。
カメラ高さｈ１はステップＳ５０４で算出された広角カメラ２０２の高さｈ２から相対的に算出される望遠カメラ２０１の高さとする。
即ち、ここで用いる道路モデルのパラメータのうち、未知のパラメータは道路曲率ρだけである。
従って、道路曲率ρの最適化にはステップＳ５０４で用いた上述の最適化手法ＳＡよりも簡素な手法、例えば黄金分割法などを用いることが可能であり、必要な計算量はステップＳ５０４における最適化に比べて大幅に削減される。
【００４４】
（第１の実施の形態の作用・効果）
（１−１）光学系が相対的に望遠側に調整されたカメラ（望遠カメラ）２０１で取得した画像信号を受ける第一画像信号入力部１０１と、光学系が相対的に広角側に調整されたカメラ（広角カメラ）２０２で取得した画像信号を受ける第二画像信号入力部１０２とを備えている。
第一画像信号入力部１０１で受けた画像信号を保持する第一画像メモリ１０３と、第二画像信号入力部１０２で受けた画像信号を保持する第二画像メモリ１０４とを備えている。
このため、第一画像メモリ１０３に保持した望遠カメラ２０１による画像信号（画像データ）と、第二画像メモリ１０４に保持した広角カメラ２０２による画像信号（画像データ）とを、各別の使途に応じて有効に利用して車両用道路標示を的確に認識することが可能になる。
【００４５】
（１−２）第一画像信号入力部１０１で受け、第一画像メモリ１０３に保持した望遠カメラ２０１による画像データを利用して、該当する走行路におけるカーブの曲率を算出する第一変数群算出部１０５を備えている。
このため、望遠カメラ２０１による撮像視野が先行車両等に妨げられず確保されている場合には、該当する走行路におけるカーブの曲率が速やかに高い精度で算定され得る。
【００４６】
（１−３）第二画像信号入力部１０２で受け、第二画像メモリ１０４に保持した広角カメラ２０１による画像データを利用して、車線区分線間の間隔および該車線区分線間と自車の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を算出する第二変数群算出部１０６を備えている。
このため、撮像視野が先行車両等に妨げられ難い広角カメラ２０１による画像データを利用して、上述の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を的確に算出することができる。
【００４７】
（１−４）第一変数群算出部１０５の算出結果と第二変数群算出部１０６の算出結果とに含まれる情報を利用して、自車に対する当該車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る車両用道路標示認識処理部１０７を備えている。
このため、当該車両用道路標示の位置に関する認識データを得るに際し、車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量が勘案され、認識データの精度が高くなる。
【００４８】
（１−５）光学系が相対的に望遠側に調整され取得した画像信号を第一画像信号入力部１０１に供給するカメラ（望遠カメラ）２０１と、光学系が相対的に広角側に調整され取得した画像信号を第二画像信号入力部１０２に供給するカメラ（広角カメラ）２０２とを備えている。
このため、望遠カメラ２０１による遠方を見通す撮像視野の画像データと、広角カメラ２０２、による先行車両の妨害を受け難い自車近傍の広がりを持った撮像視野の画像データとが得られ、各別の使途に応じて有効に利用し車両用道路標示を的確に認識することが可能になる。
【００４９】
（１−６）第一撮像手段（望遠カメラ）２０１と、第二撮像手段（広角カメラ）２０２とが相互に同期した撮像動作を行うように構成する。
このため、両カメラ２０１、２０２による画像取得の同時性が確保され、第一変数群算出部１０５による算出結果と第二変数群算出部１０６による算出結果とを利用して車両用道路標示認識処理部１０７で統合的な処理を実行する際の精度を高水準に維持することができる。
【００５０】
（１−７）望遠カメラ２０１を、その取り付け水準位置が広角カメラ２０２の取り付け水準位置よりも高所となるように、且つ、その撮像光軸の俯角が広角カメラ２０２の撮像光軸の俯角よりも浅い角度をなすように設置する。
このため、望遠カメラ２０１は遠方を見通す撮像視野の画像データを取得するに適合した取付け位置を占め、広角カメラ２０２は先行車両の妨害を受け難い自車近傍の広がりを持った撮像視野の画像データを取得するに適合した取付け位置を占めることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態を表す概念図である。図１１の例では、望遠カメラ２０１および広角カメラ２０２ａを持つ図１の車両用道路標示認識装置１００を自車２００（自車）に装備している。
第一撮像手段２０１としての望遠カメラは、既述のような相対的に狭い第一の撮像画角と相対的に遠方の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を取得する用途に合致するように設置する。
即ち、望遠カメラ２０１については、図２を参照して説明した例と同様に、取り付け水準位置が自車２００の中央の極力高所に、その撮像光軸が水平よりも若干下向きとなる程度の浅い俯角をなすように設置する。
【００５２】
一方、第二撮像手段２０２ａとしての広角カメラは、既述のような相対的に広い第二の撮像画角と比較的近傍の第二の撮像距離とで規定する第二撮像対象領域に対応する画像信号を取得する用途に合致するように設置する点では図２を参照して説明した例と同様である。
しかしながら、この第２の実施の形態では、広角カメラ２０２ａは、例えば、自車２００後面の中央部位に後ろ向きに設置して、自車２００に極力近く且つ広い範囲の車線区分線を自車後方の撮像視野に収められるように、その撮像光軸が比較的深い俯角をなすように設置する。
【００５３】
上述のような第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２ａの設置形態は、結果的に、次のようなものとなる。
即ち、望遠カメラ２０１を、その取り付け水準位置が広角カメラ２０２ａの取り付け水準位置よりも高所となるように、且つ、その撮像光軸の俯角が広角カメラ２０２の撮像光軸の俯角よりも浅い角度をなすように設置する。
【００５４】
上記の相対的関係を広角カメラ２０２ａ側を基準に見れば、広角カメラ２０２ａを、その取り付け水準位置が望遠カメラ２０１の取り付け水準位置よりも低所で、且つ、その撮像光軸の俯角が望遠カメラ２０１の撮像光軸の俯角よりも深い角度をなすように設置することになる。
この第２の実施の形態においても、第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２ａは、適宜の共通の同期信号（その供給系統は図示省略）を利用するなどして、撮像の時点および周期に関して相互に同期した撮像動作を行う。
【００５５】
従って、第一撮像手段（望遠カメラ）２０１および第二撮像手段（広角カメラ）２０２ａについては、それらによる画像取得の同時性が確保される。
従って、第一変数群算出部１０５による算出結果と第二変数群算出部１０６による算出結果とを利用して車両用道路標示認識処理部１０７で統合的な処理を実行する際の精度を高水準に維持することができる。
【００５６】
尚、第二撮像手段（広角カメラ）２０２ａに関する上述のような好適な取付け位置は、既に広く普及している車両の後方監視カメラの取付け位置と略合致している。
従って、このような既存の後方監視カメラで取得した画像データを、図１の第二画像信号入力部１０２に供給し、更に、第二画像メモリ１０４に格納するように構成すれば、以降の車両用道路標示認識処理については、既述の第１の実施の形態におけると同様である。
【００５７】
（第２の実施の形態の作用・効果）
（２−１）広角カメラ２０２ａを、その取り付け水準位置が望遠カメラ２０１の取り付け水準位置よりも低所で、且つ、その撮像光軸の俯角が望遠カメラ２０１の撮像光軸の俯角よりも深い角度をなすよう自車２００後面の中央部位に後ろ向きに設置する。
この構成を採る場合は、既に広く普及している車両の後方監視カメラを第二撮像手段（広角カメラ）２０２ａとして適用することができる。
【００５８】
（本発明の第３の実施の形態としての車両用道路標示認識方法）
本発明の第３の実施の形態としての車両用道路標示認識方法をそのフローチャートである図１２の参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態としての車両用道路標示認識方法は、第一画像信号受信ステップ（Ｓ１２０１）と、第二画像信号受信ステップ（Ｓ１２０２）と、第一変数群算出ステップ（Ｓ１２０３）と、第二変数群算出ステップ（Ｓ１２０４）と、車両用道路標示認識ステップ（Ｓ１２０５）と、を含んでいる。
第一画像信号受信ステップ（Ｓ１２０１）では、所定の第一の撮像画角と所定の第一の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける。
【００５９】
第二画像信号受信ステップ（Ｓ１２０２）では、前記第一の撮像画角よりも広い第二の撮像画角と第一の撮像距離よりも短い第二の撮像距離とで規定する第一撮像対象領域に対応する画像信号を受ける。
第一変数群算出ステップ（Ｓ１２０３）では、第一画像信号受信ステップ（Ｓ１２０１）で受けた画像信号に含まれる情報を利用して、該当する走行路におけるカーブの曲率を算出する。
【００６０】
第二変数群算出ステップ（Ｓ１２０４）では、第二画像信号受信ステップ（Ｓ１２０２）で受けた画像信号に含まれる情報を利用して、自車の走行状態を認識するために利用する複数の車両用道路標示間の該当する間隔、該複数の車両用道路標示に対する自車の車幅方向の相対位置、走行路面からの自車の上下方向の距離、自車のピッチング方向の変位量、および、自車のヨー方向の変位量を算出する。
【００６１】
車両用道路標示認識ステップ（Ｓ１２０５）では、第一変数群算出ステップ（Ｓ１２０３）での算出結果と第二変数群算出ステップ（Ｓ１２０４）での算出結果とに含まれる情報を利用して、自車に対する当該車両用道路標示の位置を認識し該認識を表す認識データを得る。
以上において、第一画像信号受信ステップ（Ｓ１２０１）と第二画像信号受信ステップ（Ｓ１２０２）とは、それらの実行順序を問うものでなく、従って、上述したところとはその順序を入れ替えてもよく、或いはまた、並行して実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１００    車両用道路標示認識装置
１０１    第一画像信号入力部
１０２    第二画像信号入力部
１０３    第一画像メモリ
１０４    第二画像メモリ
１０５    第一変数群算出部
１０６    第二変数群算出部
１０７    車両用道路標示認識処理部
２００    車両（自車）
２０１    第一撮像手段（望遠カメラ）
２０２    第二撮像手段（広角カメラ）
２０２ａ  第二撮像手段（広角カメラ）
３００    先行車両
３０１，３０２    車線区分線
７００    自車
７０１，７０２    車線区分線
８００    路面
【図１】
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【図２】
2010165142.tif 000008
【図３】
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【図４】
2010165142.tif 000010
【図５】
2010165142.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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